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2004 Fiscal Year Annual Research Report

環境における二重拡散現象

Research Project

Project/Area Number 15560192
Research InstitutionToyama National College of Technology

Principal Investigator

鎌倉 勝善  富山工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (40042832)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮下 尚  富山工業高等専門学校, 校長 (80019166)
中島 栄次  富山工業高等専門学校, 物質工学科, 助手 (70369958)
Keywords二重拡散 / ソルトフィンガー / プルーム / 煙 / 煙突 / 自然対流
Research Abstract

二重拡散自然対流は重力場で温度差ならびに溶質濃度差の二つの原因から密度差が生じ浮力となって流れが発生・持続するもので,工学あるいは環境的ないろいろな場でこの現象が存在する.環境問題では河川,湖水,海洋などへの工場廃水の流入,煙突からの煙,大気中への有害ガスの流出,都市の温暖化等でこの現象の存在が考えられる.これらの現象は熱と物質の移動を伴うが,それらの拡散の速さは異なるので,河川,湖水,海洋,大気などにおける汚染物質は二重拡散による複雑な移動現象を示す.ここでは計算及び実験により汚染物質の移動メカニズムを二重拡散の面から検討した.(1)工場排水や海水が河川に流れ込むとき,その密度差が大きいと塩水は河川水の下に潜り込み塩水楔ができ環境に大きな影響を与えることがある.また熱塩水の場合は河川水の上に流れ込む場合もある.冷水の入った長方形容器内に温塩水が存在する系での二重拡散自然対流の数値解析を行い,塩水楔における二重拡散現象を検討した.静止系では三次元的なフィンガーや熱プルームができたが,流動系では二次元的なフィンガーや熱プルームとなった.(2)煙が垂直に大気中へ放出されるときの二重拡散現象の数値解析を行った.その結果,上空で二重拡散特有の煙の乱れが見られた.また密度成層下における熱プルームでは上昇プルームの外側に下降流ができた.(3)水の入った容器の上面中央下に水より密度の低い高温の水溶液塊を置いたとき,まず溶液は浮力により水面下に広がる.その後,熱が拡散し周囲の水より重くなると下向きにフィンガーと呼ばれるプルームができ落下する.このような現象は湖沼や海洋での廃液の投棄などで発生する.このフィンガー現象を3次元数値解析した.その結果,軽い温排水は温度浮力による広がりとフィンガー現象で汚染物質は広く拡散した.

  • Research Products

    (6 results)

All 2005 2004

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] Numerical Analyses of Double Diffusive Convection in a Container Cooled from Top and Heated from Bottom2005

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura
    • Journal Title

      Proceeding of 6th KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference KD.07

      Pages: 1-6

  • [Journal Article] NUMERICAL ANALYSES OF DOUBLE DIFFUSIVE PLUME PHENOMENADUE TO HEAVY BLOCK SOLUTION IN WATER2004

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura
    • Journal Title

      The 15th International Symposium on Transport Phenomena Paper No.124

      Pages: 1-6

  • [Journal Article] Double Diffusive Natural Convection in a Horizontal Concentric Annulus Containing a Stratified Solution under Constant Heat Flux Rate from Inside2004

    • Author(s)
      J.Pouresfandiary Cham
    • Journal Title

      Thermal Science and Engineering Vol.12

      Pages: 27-40

  • [Journal Article] Double diffusive convection during freezing or melting in aqueous solution2004

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura
    • Journal Title

      Proceedings for 10th APCChE Congress On-line No.0251

      Pages: 1-10

  • [Journal Article] DOUBLE DIFFUSIVE NATURAL CONVECTION IN VERTICAL SMOKE PLUME2004

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura
    • Journal Title

      Proceeding of 1st International Forum on Heat Transfer GS3-14

      Pages: 145-146

  • [Journal Article] NUMERICAL ANALYSES OF DOUBLE DIFFUSIVE PHENOMENA IN SALT WEDGE2004

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference of Computational Methods T2C-CFD

      Pages: 1-6

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Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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